CS217010B1 - Způsob výroby kroužků zejména pra valivá ložiska - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je vytvářit způaab výroby kroužků, při kterém by byly minimalizovány výrobní náklady tím, že ae zvýší podíl objemu hotového kroužku na objemu polotovaru, zmenší energetioké náročnost tvářecích a tvrdících operací, jakož i pracnost obráběcích operací. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že polotovary kroužků z železných slitin a obsahem uhlíku 0,2 - 0,6 & hmotových a alespoň jednoho nitridotvarného prvku, zejména chrómu, hliníku, molybdenu, boru, vanadu, titanu, niobu nebo tantalu ae na vnějším a vnitřním průměru kalibrují za teploty da 650 C zejména mezi matricí a trnem, dále se na alespoň jednám čele odebírá přebytečný objem materiálů, polotovary kroužků ae tvarově rozválcnyávají za teploty se 650 ®C, kalibrují ae na plášti s méně členitým příčným profilem, zejména válcovým, načež se iontově nitridují alespoň na funkčních plochách a dokončují některým z abrazivních způsobů obrábění nebo jejich kombinaoí. Polotovary kroužků se podle vynálezu vytvářejí několikerým způsobem.

Description

Uvedeného účelu se dosáhne tím, že polotovary kroužků z železných slitin a obsahem uhlíku 0,2 - 0,6 & hmotových a alespoň jednoho nitridotvarného prvku, zejména chrómu, hliníku, molybdenu, boru, vanadu, titanu, niobu nebo tantalu ae na vnějším a vnitřním průměru kalibrují za teploty da 650 C zejména mezi matricí a trnem, dále se na alespoň jednám čele odebírá přebytečný objem materiálů, polotovary kroužků ae tvarově rozválcnyávají za teploty se 650 ®C, kalibrují ae na plášti s méně členitým příčným profilem, zejména válcovým, načež se iontově nitridují alespoň na funkčních plochách a dokončují některým z abrazivních způsobů obrábění nebo jejich kombinaoí. Polotovary kroužků se podle vynálezu vytvářejí několikerým způsobem.

ΟΆ#. 2

I

Dosud běžné kroužky valivých ložisek vyrábějí a přlmokaiitelaé aceli tvářením, případné třískovým obráběním, kalením, popouštěním a dokončováním některým z sbrazivních způsobů obrábění nebo jejich kombinací. Tento způsob je věak vysoce materiálně a energeticky náročný, protože tváření a/nebo alespoň tepelné zpracování za teplot odpovídajících příslušným ocelím s sebau nese nutnost velkých mezioperačních přídavků na opracování v důsledku výskytu povrchového eduhllčení a deformací. Energetická náročnost pak plyne z vysokých tvářecích a kalicích teplot. Povrchové tvrzení však při dosavadním způsobu výroby nebylo většinou aplikovatelné, neboť objemové nepřesnosti polotovarů po tváření jsou obvykle tak velké, že při opracování nebo cementaci a zejména nitridaci by vzhledem k slabé síle tvrzené vrstvy došla, ne-li k jejímu úplnému úběru, tak alespoň k narušení. K narušeni povrchové tvrzené vrstvy pak dochází i při již zmíněných teftrmácích součástí. Kutné velké přídavky na opracování ae projeví i ve vysokých nákladech na opracování. Proces nitridace má před oatatními způsoby povrchového tvrzení výhody, neboť je například méně technologicky a energeticky náročný a součásti takto zpracované vykazují minimální deformace, itridace však vyžaduje použití speciálních ocelí, obsahujících nitiidotvorné prvky jako například chrom, hliník, molybden, bar, vanad, titan, tantal. známých způsobů nitridace za teplat 480 až 520 *C v kyanidové solné lázni nebo v atmosféře plynného čpavku ae však i při značně dlouhé expozici, trvající řádově až stovky hodin, vytvářejí relativně alebé vrstvy málo odolné proti prolomení. Pre vylepšení postupů nitridace ae začalo využívat cyklické změny teplot, dvou- i vícenásobné nitridace a zvláštních přísad jako chloridu vápenatého, anilinu, nitrobenzenu, pyridinu. X zvýšení aktivity povrchu vůči absorbujícími dusíku so provádí i pasivace povrchu fosfátováním.

♦řechny tyto modifikace popsaných způsobů nitridace však nepředčí způsob iontové nitridace, které však i přesto vzhledem ke konečným rozměrům ložiskových kroužků řádově v tisícinách milimetru a nutným úběrum při dosavadním způsobu tváření nelze použít.

Uvedené nevýhody ve značné míře odstraňuje způsob výroby podle vynálezu. Jeho podstata je v tem, že polotovary kroužků z oceli a obsahem uhlíku 0,2-0,6 % hmotových ae na vnějším a vnitřním průměru kslubrujl za teploty do 650 °0 zejména mezí matrici a trnem, dále ae na slespon,jednom čele odebírá přebytečný objem materiálu, polotovary kroužků se tvarově rozválcovávají za teploty do 650 *C, kalibrují se na plášti a méně členitým přímým prafilem, zejména válcovým, načež ae iontově nitridují alespoň na funkčních plochách a dokončují některým z abrazivních způsobů obrábění nbbo jejich kombinaoí. Další podstata je v tom, žo polotovary kroužků se vytvářejí dělením trubet. Další podstata je v tem, že polotovary kroužků se vytvářejí dělením.tyčí a následujícím děrováním vzniklých oddělků. Další podstata je, že polotovary kreužků se vytvářejí lisováním a spěkáním prášku z odpovídajícíha materiálu. Další podstata je v tom, že poletovaný kroužků ee vytvářejí vystřihováním mezikruží z ploštin a obracením jejich průřezu o 90°. ^ualší podstata je v tam, že polotovary karoužků ae vytvářejí litím, zejména odstředivým. Další podstata je, & polotovary kroužků ao vytvářejí dělením pásku, jeho stáčením a svařováním konoů. Další padatata je v tam, že polotovary kroužků se vytvářejí třískovým obráběním nebo broušením. Další podstata je v tam, že se polotovary kroužků po kalibrování na plášti s méně členitým příčným prafilem kalí a popouštějí až na teplotu nitridace, nejlépe v rozmezí 350-500*. Další podstata je v tam, že po kalibrování na plášti a méně členitým příčným profilem ae polotovary kroužků žíhají sa teplot do teploty ÁCy příslušného materiálu.

Způsob výroby padle vynálezu umožňuje vyrábět s minimálními náklady na energii a materiál přičémž ae zároveň dosahuji úspory pracnosti. Úspory energie tkví v provádění tvářecích a tvrdících operací bez ohřevu nebe za teplat i a. 500 *0 nižších ve srovnání s dosavadními technologiemi. Nižší operační teploty zabraňují i eduhličení povrchu materiálu, jehož výskyt je u polotovarů kroužků důvodem dosavadních značných rozměrových přídavků, které je po tváření a t pelném zpracování nutno odebrat. Přídavky při provádění způsobu podle vynálezu jsou řádově i desetkrát menší než přídavky nutné u dosavadních způsobů, nehet při zpracování za nižších teplot značně omezuje, ne-li odstraňuje, deformace. Způsob podle vynálezu je tak optimální kombinací tvářecích a tvrdících aperací, kterými se již před tvrzením dosáhne rozměrů hotových kroužků s přídavky nanejvýš 0,05 mm podle rozměrů kroužků, když hitridaci nabydeu rozměry řádově v .setinách milimetrů, ale kroužky nedoznají žádných deformací.

Vynález je dále vysvětlen na příkladném provedení způsobu podle vynálezu, který je znázorněn na přiloženém výkrese, kde obr. 1 až 6 představují sled oprací e výjimkou těch, při kterých kroužky nedeznávají podstatných tvarových změn a kterými jsou například iontové nitridace, dokončování, popouštění, kalení.

Jedná se a výrobu vnějších kroužků jednořadých radiálních kuličkových ložisek, přičemž obrázky od osy nalevo zaznamenávají stav na počátku příslušné operace a pravá polovina obráz ku na jejím konci. Na obr. 1 je tak trubka JL o vnějším průměru 3 a vnitřním průměru 2 beztřískevě dělena na polotovary_4 kroužků a výšce 5. Tyto polotovary 4 ae v další operaci, která je znázorněna na obr. 2, kalibrují na vnějším průměru_3 a vnitřním průměru 2 mezi metrici 6 a středním trnem 7 protlačováním za působení tlačného trnu 8 ne čelo polotovaru 4 kroužku za teploty do 650 °C. Po vložení polotovaru 4 do matrice 6 se při této operaci —-o —* střední tm 7 nejprve zasune do polotovaru aby se za pohybu tlačného trnu a polotovarem 4 do otevřené části matrice' 6 střední trn 7 pohyboval v opačném směru, tedy opět ven z otev«I ^w—* řené Části matrice 6. Funkčně nutný pohy trnů 7,_8_ pro kalibraci ae zastavuje na opačných stranách kalibrační plochy matrice J6 a průměru zkalibrovaného polotovaru_4. Polotovar na obr. 3 má po kalibraci zmenšený jak vnitřní průměr 9, tak i vnější průměr 10. Přebytečný materiál 11 se na čele polotovaru 4 obráběním odebírá, čímž ae upraví objem polotovaru 4.

Na obr. 4 se objemově upřesněný polotovar 4 radiálně rozválcovává na kroužek 12 ve tvaru hotového kroužku v tomto případě jednořadého radiálně kuličkového ložisjp. hozválcování se provádí na konstantní meridiánový průřez mezi otáčejícími se válcovacím trnem 13 a válcovacím kotoučem 14 s rovnoběžnými osami za jelch vzájemného realtivního přibližování k sobě. Válcovací trn 13 má příčný profil funkční plachy vypouklý, ale jinak shodný s příčným profilem oběžné dráhy a postranních nefunkčních ploch kroužku ložiska, funkční plocha válcovacího trnu 13 je po obou stranách opstřena zdviženými okraji, které omezují při rozválcevání tak materiálu da stran a jsou vzájemně vzdáleny o šiřku polotovaru. Válcovací ketuč 14 má funkční plochu válcovou a stejně zdvižené okrade po jejich stranách. Rozválcováním se zvětší průměr polotovaru 12 kroužku na vnější průměr 15. Ten se kalibrováním v zápustce 16, kterou je >lletevar kroužku 12 >rotlač»ván beranem 17, jak je zřejmé z obr. J, zmenšuje na průměr 18. Kalibraoi může ještě předcházet kalení a popouštění v ochranné atmosféře, Dále se polotovary kroužků 12 podrobují neznázoraěné iontové nitridaci, které se provádí za teplat 420

- 600 ^eC po minimálně 24 hodin. Difusí dusíku do povrchové vrstvy se zde vytvářejí s legujícími nitridotvomými prvky stabilní strukturní fáze na bázi nitridů, takže pevrchevá vrstva dosáhne tvrdosti alespoň HV«680 do hloubky 0,5 nm a více. Po ochlazení z ritridační teploty ao polotovary kroužků 12 dokončují kroužením a superfinišováním, čímž kroužek 12. získá svá konečné rszmžry, jaks je vnější průměr 20.

V případě potřeby ae před nitridací polotovary kroužků zbavují nečistot na povrchu mechanicky, zejména tryskáním, nebo phemloky, zejména mařením nebo odmašťováním.

Claims (9)

1. JŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby kroužků,zejména pro valivá ložiska, jejichž polotovary jsou zhotoveny ze slitin železa a obsahem uhlíku a alespoň jednoho nitridotvomého prvku, zejména chrómu, hliníku, molybdenu, boru, vanadu, titanu, niobu nebo tantalu, vyznačený tím, že polotovary z na oceli s obsahem uhlíku v rozmezí 0,2 až 0,6 % hmotnostních se vnějším s vnitřním průměru kalibrují za teploty do 650 *C zejména mezi matricí a trnem, dále se na alespoň jednom čele odebírá přebytečný objem materiálu, polotovary kroužků se tvarově rozválcovávají za teplaty do 650 °C, kalibrují se na pláž ti a méně ílenltým příčným profilem, zejména válcevým, nečež se ientevě nitridují aleapeň na funkčních plochách a dokončují některým z sbrazivních způsobů obrábění nebo jejich kombinací.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že polotovary kroužků se vytvářejí dělením trubek.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že polotovary kroužků se vytvářejí dělením tyčí a následujícím děrováním vzniklých eddělků.
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že polotovary kroužků se vytvářejí lisováním a spékáním prášku a odpovídajícího materiálu.
5. 5. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že polotovary kroužků se vytvářejí vystřihováním mezikruží z ploštin a obracením jejich průřezu o 90°.
6. 6. Způseb podle bodu 1, vyznačený tím, že polotovary kroužků se vytvářejí litím, zejména odstředivým.
7. 7. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že polotovary kroužků so vytvářejí d lením pásku, jeho stáčením a svařováním konců.

   6.Způseb podle bodu 1, vyznačený tím, že polotovary kroužků oe vytvářejí třískovým obráběním nebe broušením.
8. 9.Způsob podle bodu 1, vyznačený tím. Že ae polatovary kroužků po kalibrování na plášti s méně Členitým příčným profilem kalí a popouštějí až na teplotu nitridace, nejlépe v rozmezí 35° až 500 *C.
9. 10.Způseb podle bodu 1, vyznačený tím, že po kalibrování na pláěti a méně členitým příčným profilem se polatovary kroužků žíhají za teplot do teploty Ao-l příslušného materiálu.

   1 výkres